Sensoren
Sensoren Maßgeschneiderte, hochpräzise Sensoren für die Medizintechnik MEMS-Drucksensoren für die Blutdruckmessung Funktionsprinzip der Serien AP3 und AG3 von Fujikura Pewatron gibt die Lancierung von Drucksensoren der neuen A3-Serien von Fujikura bekannt. Die Serien AG3 und AP3 sind bezüglich Basisfläche und Pin- Konfiguration kompatibel mit den sehr erfolgreichen F- und X-Serien, bieten jedoch eine höhere Gesamtgenauigkeit (< ±1,5%) und ein sehr störungsarmes Ausgangssignal. Bei den beiden analogen Serien AG3 und AP3 handelt es sich jeweils um ein Zwei-Chip- System, bestehend aus einem MEMS-Sensorchip und einem Signalkonditionierungs-Chip. Der Signalkonditionierungs-IC hat keine A/D- und D/A-Wandlerstufen im Gain-Verstärker und die Verstärkung zeichnet sich durch ein sehr störungsarmes Ausgangssignal aus. Als singuläres Merkmal bieten sowohl die Serie AG3 als auch die Serie AP3 Einpunkt- Druckschwellenwert-Erkennung. Das analoge Ausgangssignal der Druckmessung und eine Schwellenspannung werden an einen internen Komparator geschickt, der die beiden Stromspannungen miteinander vergleicht. Das digitale Ausgangssignal ist das Resultat dieses Vergleichs. Ein sehr beliebtes Anwendungsgebiet für die Einheiten dieser beiden Serien sind High- End-Messgeräte für die nichtinvasive Blutdruckmessung (NiBP), wobei die störungsarme Verstärkung über den gesamten Messbereich enorme Vorteile bietet. Mit der richtigen Filterung liegen die Peak-to-Peak-Störsignale deutlich unter 0,02 mmHg. Eine weitere Funktion mit wachsender Bedeutung ist die Einpunkt-Druckschwellen-Erkennung. Sie erlaubt das Design sehr kleiner und kostengünstiger Druckschalter, zudem können mittels dieser Technologie Schalter aktiviert oder Aktivitäten festgestellt werden. Dies ist insbesondere für Anwendungen in begrenzten Platzverhältnissen oder für die Druckmessung in kleinen, leichtgewichtigen Konstruktionen von grosser Bedeutung. Der Standardmessbereich der Sensoren liegt zwischen 0 und 250 mbar bzw. 0 und 12 bar, weitere Messbereiche sind auf Anfrage möglich. Der Druckmessbereich kann für positive, negative oder bidirektionale Messwerte und die Speisespannung für 3,0 Volt, 3,3 Volt oder 5,0 Volt DC konfiguriert werden. Die Drucksensoren werden in den für Fujikura üblichen hochwertigen Verpackungen geliefert, je nach Kundenwunsch mit Tray, Tape und Reel oder Stick. Kompakte OEM-Kräftesensoren für Flexibilität in Design und Anwendung Pewatron präsentiert zwei neue OEM-Kräftesensoren, die sich ideal für die mobile Dosierung von Medikamenten sowie für eine Vielzahl anderer Anwendungen eignen, darunter für die Überwachung von Pumpen, für Robotik- und Automationsanwendungen, für die Gewichtsmessung sowie für die indirekte Druck- & Durchflussmessung. Die Sensoren lassen sich in unterschiedlichsten Branchen einsetzen, darunter beispielsweise in der Medizinund Halbleiterindustrie oder in der biochemischen Industrie. Die beiden Kräftesensoren im Angebot von Pewatron sind serienmässig produzierte Standard-OEM-Sensoren. Der CentoNewton-OEM- Kräftesensor misst Druckkräfte in einem Bereich von 10-200 N (1 bis 20 kg bei 1 G). Der Milli- Newton-OEM-Kräftesensor misst Kräfte in einem Bereich von 400- 2000 mN. Der CentoNewton-Sensor bietet eine einfache und kostengünstige Lösung für die integrierte Messung mittlerer Kräfte sowie für Anwendungen, die nicht die Präzision einer bearbeiteten Kraftmesszelle erfordern. Die Kraftmessung erfolgt hier gemäss dem „Doppelring“-Beugungsprinzip. Die integrierte Konditionierungselektronik sorgt für einen angepassten und verstärkten ratiometrischen Spannungsausgang (0,5 - 3,0 V), der sich zur einwirkenden Kraft linear verhält. Der Temperaturbereich für den Betrieb beträgt 0°C - 70°C. Der Kräftesensor ist nicht temperaturkompensiert, die Tem- 42 meditronic-journal 2/2016
Sensoren Der CentoNewton-Kräftesensor (mit weisser Kreisscheibe) und der MilliNewton-Kräftesensor (mit Kragträger) peraturkoeffizienten liegen jedoch typischerweise deutlich unter 0,1 %/K. Der CentoNewton-Sensor benötigt weniger als 3mA Strom während des Betriebs, wodurch er sich für die Verwendung in batteriebetriebenen Geräten eignet. Ein enormer Vorteil des „Doppelring“- Biegungsprinzips ist die reduzierte Hysterese des Kräftesensors, die durch ein Zwei-Ring-Supportprinzip minimiert wird. Der MilliNewton-Kräftesensor wurde für die Messung geringer Kräfte optimiert. Die Kraft wird hier durch Biegung eines Kragträgers gemessen, der eine piezoresistive Brücke hält. Die Elektronik des Basis-Trägersubstrates sorgt für einen angepassten, ratiometrischen Spannungsausgang (0,5 - 3,0 V), der sich zur einwirkenden Kraft linear verhält. Die Genauigkeit der Nullpunktabweichung und der Bereichsendwerte ist exakter als 1% FSO und die Temperaturkoeffizienten der Nullpunktabweichung und der Bereichsendwerte sind typischerweise exakter als 0,02 % FS/K (0°C - 70°C). Der MilliNewton-Sensor benötigt ebenfalls weniger als 3 mA Strom während des Betriebs, wodurch er sich ebenso für den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten eignet. Beide Sensoren können zur Regulierung von Medikamenten- Dosierungen eingesetzt werden, wobei in einem Apparat entweder nur einer oder beide Sensoren gleichzeitig verwendet werden können, was eine höhere Präzision und die Abdeckung einer grösseren Bandbreite an Dosierungen - von wenigen Millilitern bis zu mehreren Litern - ermöglicht. Im Allgemeinen profitieren die meisten mobilen Geräte (ohne Einschränkung auf medizinische Anwendungen), deren Zweck die dosierte Abgabe von Flüssigkeiten oder Gasen ist, davon, wenn zur optimalen Dosierung und Reserveüberwachung beide Kräftesensoren genutzt werden. In einigen Anwendungen werden die Kräftesensoren auch verwendet, um Behinderungen in einem Durchflusssystem festzustellen. Dabei gewährleisten sie einen zuverlässigen Durchfluss, indem sie sicherstellen, dass es in Röhren und Pumpen nicht zu einem Druck- oder Kräfteaufbau kommt. PEWATRON AG www.pewatron.com Digitaler ½ inch H 2 O Digitaler Drucksensor All Sensors präsentiert einen neuen digitalen ½ inch H 2 O- Drucksensors, der die bereits bestehende DLVR-Produktlinie erweitert. Mit diesem Sensor stellt All Sensors ein Produkt zur Messung kleinster Drücke mit kompensiertem digitalen Ausgangssignal zur Verfügung. Die Sensoren der DLVR- Serie sind kostengünstige digitale Drucksensoren mit niedriger Versorgungsspannung. Sie bieten eine anwendungsspezifisch voll programmierbare gebrauchsfertige Möglichkeit der digitalen Druckmessung. Besonderheiten der DLVR-Serie sind die Verfügbarkeit digitaler I 2 C- oder SPI- Schnittstellen mit einer internen 14-Bit-Auflösung, eine Versorgungsspannung von 3,3 V oder 5 V und ein Gesamtfehler von maximal 1%. Mit einer Funktionalität bereits ab einer Spannung von 3,3 V reihen sich die Sensoren der DLVR-Serie in die Rubrik energie-effizienter Produkte ein, die sich besonders gut für die Anwendung in tragbaren Geräten eignen. Die bei der Herstellung der Sensoren verwendete All Sensors CoBeam2-Technologie macht es möglich, eine höhere Empfindlichkeit bei gleichzeitig geringerer Gehäuse-Spannung und geringerer Lageabhängigkeit zu gewährleisten. Die Produkte sind in den Druckbereichen ½, 1, 2, 5, 10, 30 und 60 inch H 2 O verfügbar. Gehäuse-Optionen • Miniaturgehäuse mit SIP- und DIP-Varianten • Gehäuse für Leiterplattenmontage • verschiedene Port- und Pin- Konfigurationen verfügbar Elektrische Kenndaten • digitale I2C- oder SPI-Schnittstelle • interne 14-Bit-Auflösung / 12-Bit “no missing codes“ • 3,3 V oder 5 V Versorgungsspannung • keine externen Bauteile erforderlich • All Sensors CoBeam2-Technologie • 1% maximaler Gesamtfehler (TEB) • individuell konfigurierbare Datenupdaterate Anwendungsmöglichkeiten • tragbare Geräte • batteriebetriebene Geräte • medizinische Geräte, speziell Beatmungstechnik • Fernüberwachung • Klima- und Lüftungstechnik • industrielle Regelung All Sensors GmbH info.de@allsensors.com www.allsensors.com meditronic-journal 2/2016 43
